Introduction :
La compatibilité électromagnétique (CEM) est un domaine essentiel pour garantir le bon fonctionnement des systèmes électroniques embarqués dans les véhicules, les avions, les bateaux, les équipements médicaux, les équipements industriels et de nombreux autres domaines d’application. La CEM est la capacité d’un système électronique à fonctionner correctement dans son environnement électromagnétique, sans perturber les autres systèmes électroniques environnants ou être perturbé par eux. Dans cet article, nous explorerons les principes de la CEM et les techniques de conception permettant d’assurer la CEM des systèmes électroniques embarqués.
Principes de la CEM :
La CEM est basée sur les principes fondamentaux de l’électromagnétisme, qui décrivent comment les champs électromagnétiques sont générés et propagés. Les champs électromagnétiques sont produits par des charges électriques en mouvement, comme les courants électriques dans les conducteurs. Ces champs peuvent être captés par d’autres conducteurs situés à proximité, ce qui peut perturber le fonctionnement des circuits électroniques. De même, un système électronique peut générer des champs électromagnétiques qui peuvent perturber d’autres systèmes électroniques environnants.
Les normes CEM
Les normes CEM définissent les niveaux de perturbation et d’immunité qui sont acceptables pour les systèmes électroniques. Ces normes décrivent les tests à effectuer pour s’assurer que les systèmes électroniques sont conformes aux exigences de la CEM. Les normes les plus courantes sont les normes EN (normes européennes) et les normes CISPR (Commission internationale des réglementations en matière de compatibilité électromagnétique). Les normes CEM spécifient les limites pour les émissions électromagnétiques des équipements électroniques et les niveaux d’immunité nécessaires pour résister aux interférences électromagnétiques externes. Les limites d’émission définissent le niveau maximal de rayonnement électromagnétique autorisé par un équipement électronique. Les niveaux d’immunité définissent la quantité de champ électromagnétique qu’un équipement électronique peut supporter sans subir de perturbation de son fonctionnement normal.
Conception pour la CEM
La conception pour la CEM doit être prise en compte dès le début du processus de conception d’un système électronique. Les ingénieurs doivent s’assurer que les circuits électroniques sont conçus pour minimiser les émissions électromagnétiques et pour résister aux interférences électromagnétiques externes. Voici quelques techniques de conception pour assurer la CEM :
Schéma de masse solide
Le schéma de masse solide consiste à relier toutes les masses du circuit électronique à une même référence de masse. Cela permet d’éviter les différences de potentiel entre les masses qui peuvent générer des courants de masse, sources de perturbations électromagnétiques. La masse doit être suffisamment grande pour minimiser l’impédance de terre et réduire ainsi les risques d’émission électromagnétique.
Blindage
Le blindage consiste à enfermer les circuits électroniques dans une enveloppe métallique afin de réduire les émissions électromagnétiques et de limiter les perturbations électromagnétiques externes. Le blindage doit être conçu pour être efficace à la fréquence de fonctionnement des circuits électroniques. Il est important de veiller à ce que les connexions électriques entre les circuits électroniques et le blindage soient bien réalisées pour minimiser les fuites électromagnétiques.
Filtrage
Le filtrage consiste à utiliser des composants électroniques pour supprimer les perturbations électromagnétiques dans les signaux électriques. Les filtres peuvent être placés à l’entrée ou à la sortie des circuits électroniques pour supprimer les perturbations générées par les autres équipements électroniques ou pour réduire les émissions électromagnétiques des circuits électroniques.
Disposition des composants
La disposition des composants sur la carte électronique peut avoir un impact significatif sur la CEM. Il est important de veiller à ce que les circuits électroniques soient disposés de manière à minimiser les boucles de courant qui peuvent générer des émissions électromagnétiques. Il est également important de séparer les circuits numériques et analogiques pour éviter les interférences électromagnétiques.
Tests de conformité
Les tests de conformité sont nécessaires pour s’assurer que les systèmes électroniques sont conformes aux normes CEM. Ces tests peuvent être effectués en interne ou par des laboratoires de test spécialisés. Les tests de conformité permettent de détecter les problèmes de CEM et de prendre les mesures nécessaires pour y remédier.
Conclusion
La compatibilité électromagnétique est un domaine essentiel pour les bureaux d’études électronique garantir le bon fonctionnement des systèmes électroniques embarqués dans les différents domaines d’application. Les ingénieurs doivent prendre en compte les principes de la CEM dès le début du processus de conception et utiliser les techniques de conception pour assurer la CEM. Les tests de conformité sont également nécessaires pour garantir que les systèmes électroniques respectent les normes CEM et fonctionnent de manière fiable sans perturber d’autres équipements électroniques dans leur environnement. Les normes CEM évoluent constamment pour s’adapter aux nouveaux développements technologiques, ce qui souligne l’importance de rester à jour avec les dernières exigences et de continuer à intégrer les principes de la CEM dans les conceptions de systèmes électroniques.